Noerhadi Yuniarto2, Muhrozi, Bagus Priyatno3
ABSTRACT
Banjir Kanal Timur Bridge, located in Semarang between Tanjung Mas Harbour and Kaligawe road, is built on soft soil. The bridge is supported by foundation piles, which did not reached hard soil layer, therefore it is very sensitive to the lateral forces or horizontal forces, may be caused by construction a new road or bridge close to it.
For that reason, the research is needed to anticipate the existing bridge stability disturbance due to the new bridge construction.
The research is carried out which in four location points surrounding the area of Banjir Kanal Timur Bridge Pier (1, 2, 3 and 4) covers soil test in the field and laboratory test. The result of soil test show that the soil in this area at deepth of – 0.00 m up to – 14.00 m is very soft clay to soft clay, while at depth of – 14.00 m up to – 23.00 m represents soft to firmness clay, the critical thickness embankment Hcr without load is 2.30 m with slip length (L) = 17.12 m and Hcr with load is 1.90 m with slip length (L) = 16.60 m with Factor of Safety (FS) = 1.2. It is conclude that the construction of new bridge would not disturb the stability of the existing bridge when built at least 17.12 m away from the existing bridge, and the embankment is need high than 1.90 m.
1
PILARVolume 12, Nomor 1, April 2003 : halaman 30 - 38 2
PU Bina Marga 3
Pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang
PENDAHULUAN
Di negara-negara berkembang jumlah penduduk cenderung meningkat, termasuk di Indonesia laju pertumbuhan penduduk sekitar 1.75 % per tahun dan pada akhir-akhir ini laju pertumbuhan penduduk di Jawa Tengah terus meningkat sekitar 3.50 % pertahun.
Pertumbuhan penduduk tersebut akan membawa dampak bagi perkembangan suatu wilayah, dimana kegiatan ekonomi akan meningkat guna melayani pemenuhan kebutuhan masyarakat di wilayah tersebut dan untuk mempercepat pertumbuhan ekonomi seiring dengan pertumbuhan penduduk yang ada perlu didukung sarana dan prasarana transportasi yang memadai, sehingga arus pergerakan barang dan manusia dapat berjalan dengan lancar.
Kota Semarang sebagai ibu kota Propinsi Jawa Tengah yang terletak di jalur pantai utara Pulau Jawa mempunyai peranan yang sangat vital,
selain sebagai ibu kota propinsi Jawa Tengah, kota Semarang juga berfungsi sebagai kota yang menghubungkan antara kota Surabaya dengan ibu kota Jakarta, hal ini tentunya berdampak terhadap pertumbuhan arus lalu lintas yang ada di kota Semarang cenderung terus meningkat dan menimbulkan kemacetan di tengah perkotaan, terutama pada jam-jam sibuk. Kemacetan arus lalu lintas terutama terjadi di perlintasan rel kereta api jalan Kaligawe dan bundaran Kalibanteng.
PERMASALAHAN
Jalan Lingkar Utara Semarang seksi 3 tahap I yang dimulai dari pintu IV Pelabuhan Tanjung Mas sampai dengan pertigaan jalan Kaligawe dan pertemuan dengan jalan Tol seksi C sepanjang 3 km (2 lajur) dibangun pada tahun 1996 melalui program SSUDP dilaksanakan oleh PT. Aempe Pluit Bataco Raya Jakarta. Pada saat penggalian tanah untuk konstruksi
footing jembatan Banjir Kanal Timur galian tanah tersebut mengalami kelongsoran dan menyebabkan sebagain besar tiang pancang patah dan bergerak mengumpul di luar titik semula yang dipancang.
Dari hasil penyelidikan yang dilakukan oleh pihak proyek, konsultan dan kontraktor dengan dibantu oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) jalan Bandung disimpulkan bahwa tiang pancang yang ada sebagian besar patah pada kedalaman –6.00 m sampai –8.00 m dari pangkal tiang pancang maka untuk mengatasi hal tersebut diperlukan penambahan tiang pancang, penambahan tiang pancang tersebut harus tetap mengikuti kedalaman tiang pancang yang sudah ada (-32.00 m) dari permukaan tanah karena konstruksi tiang pancang yang ada terletak pada lapisan tanah lunak (soft soil) maka konstruksi tiang pancang tersebut sangat rawan terhadap bahaya penurunan dan gaya lateral / horisontal.
MAKSUD DAN TUJUAN
Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh beban pelaksanaan terhadap
kestabilan timbunan diatas tanah lunak yang diakibatkan oleh beban pelaksanaan pembangunan jalan dan jembatan baru yang akan dibangun disamping jembatan Banjir Kanal Timur existing.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Untuk menganalisa kestabilan lereng digunakan suatu program komputer Slope/W. Dalam hal ini program yang digunakan adalah versi student.
Slope/W adalah suatu program yang
menggunakan metode kesetimbangan batas untuk memecahkan (mencari faktor keamanan). Program ini dibuat oleh Geo-Slope International Ltd, Calgary, Alberta, Canada.
Hasil perhitungan yang dipakai adalah hasil dari metode Bishop. Perhitungan dengan program ini bertujuan untuk mengetahui panjang maximum bidang gelincir dari suatu timbunan, sehingga dapat ditentukan jarak yang aman untuk membangun bangunan yang baru di samping bangunan yang telah ada. Hasil perhitungan yang dipakai adalah hasil dari metode Bishop. Perhitungan dengan program ini bertujuan untuk mengetahui panjang maximum bidang gelincir dari suatu timbunan, sehingga dapat ditentukan jarak yang aman untuk membangun bangunan yang baru di samping bangunan yang telah ada.
PEMBAHASAN
Hubungan (korelasi) Antara Nilai qc Dengan Cu pada Salah Satu Penelitian. Tabel di bawah ini menunjukkan korelasi nilai qc dan Cu pada salah satu penelitian.
Tabel 1. Korelasi Nilai qc dan Cu pada Salah Satu Penelitian
-2.8 6.66 0.057 -15.2 3.66 -3.2 7.00 -15.6 4.66 -3.6 6.33 -16.0 4.33 -4.0 4.33 -16.4 4.33 -4.4 3.00 -16.8 5.00 -4.8 2.00 -17.2 5.00 -5.2 1.33 -17.6 6.00 -5.6 1.00 -18.0 6.66 -6.0 1.00 -18.4 7.00 -6.4 1.00 -18.8 6.66 -6.8 1.00 -19.2 5.33 -7.2 1.00 -19.6 5.66 -7.6 1.00 -20.0 7.00 -8.0 2.00 -20.4 7.00 -8.4 2.33 -20.8 6.33 -8.8 2.00 -21.2 6.00 -9.2 2.00 -21.6 6.66 -9.6 2.00 -22.0 7.33 -10.0 2.00 -22.4 8.00 -10.4 2.00 -22.8 8.00 -10.8 2.00 -11.2 1.66 -11.6 1.00 -12.0 1.00 -12.4 1.66
y = -0.0013x + 0.0907
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
qc (kg/cm
2)
Cu (kg/cm
2
)
Dengan menempatkan nilai konus resistance (qc) dari Sondir dengan nilai Cu dari vane shear maka didapat hubungan antara Cu dan qc sebagai berikut :
Cu = 0.0815 qc atau qc
Cu = (kg/cm2). 12.26
Keterangan :
Penelitian yang dilakukan Sanglerat (1972),
qc
Cu = (kg/cm2). 10 - 20
Menentukan Nilai Cudesign dan qcdesign pada Kedalaman 0.00 m – 14.00 m
Pada Salah Satu Titik Sondir Perhitungan qcdesign
qcdesign = qcrata-rata – 1.64 (Nilai Standar Deviasi S4)
dimana Standar Deviasi S4 = 0.60331 (lihat Tabel 2. Menentukan Cudesign pada kedalaman 0.00 m – 14.00 m)
= 1.91286 – 1.64 (0.60331) = 0.98377 kg/cm2
Perhitungan Cudesign Cudesign = qcdesign / 11.02
= 0.08918 / 11.02 = 0.08927 kg/cm2
Perhitungan tinggi timbunan kritis (Hcr) Data Cudesign dapat dilihat pada hasil perhitungan menentukan nilai Cudesign dan qcdesign pada kedalaman 0.00 m – 14.00 m dan γ timbunan dari uji laboratorium sebesar 1.85 kg/cm3.
Hcr = Cu design.Nc/γtimbunan = 0.8927.5,5/1.85
= 2.65 m
Perhitungan Angka Keamanan (FS)
Data Cudesign dapat dilihat pada hasil perhitungan menentukan nilai Cudesign dan qcdesign pada kedalaman 0.00 m – 14.00 m, γ timbunan dari uji laboratorium sebesar 1.85 kg/cm3 dan Hcr dapat dilihat pada perhitungan tinggi timbunan kritis.
FS pada salah satu penelitian : FS = Cu design.Nc/γtimbunan Hcr FS = 0.8927. 5,5/1.85 2.65
= 1.0001
Tabel 2. Menentukan Cudesign dari Nilai Konus Resistance (qc) pada Kedalaman 0.00 – 14.00 m
Nilai konus resistance qc (kg/m2) Kedalaman (m)
S1 S2 S3 S4
-0.4 5 2 1.5 3.33
-0.8 4.33 2 1.33 3.33
-1.2 2.66 2 1 3.33
-1.6 2 2 1.33 3
-2.0 2.66 2 2.66 3
-2.4 2.66 2.33 3.33 2.33
-2.8 2 2 2.66 3.66
-3.2 2 1.33 2 2
-3.6 2 1.33 2 2.33
-4.0 2 1.33 2.33 2.33
-4.4 2 1 4 3
-4.8 2 1 4 2
-5.2 1.66 1 5 1.33
-5.6 1 1.66 4 1
-6.4 1 1.66 2 1
-6.8 1 1 2 1
-7.2 1 1 1.33 1
-7.6 1 1 1 1
-8.0 1.33 1 1 2
-8.4 2 1.33 1 2.33
-8.8 2 2 1.33 2
-9.2 1.66 2 2 2
-9.6 2 2 2 2
-10.0 2 2 2 2
-10.4 2.33 2.33 2 2
-10.8 3 3 2.33 2
-11.2 2.33 2.33 3 1.66
-11.6 2 2 3 1
-12.0 2.66 2.33 3.33 1
-12.4 3 3.66 2.33 1.66
-12.8 3.33 3.33 4 2
-13.2 4 2 4.66 2.33
Standart deviasi 0.7004 0.5073 0.89388 0.60331
Rata-rata 2.0746 1.7414 2.27 1.91286
qc design (kg/cm2) 0.00 m s/d -14.00 m 0.9259 0.9094 0.98281 0.98377
Cu design = qc design/11.02 0.084 0.0825 0.08918 0.08927
100 100 100 100
Cu x 100 (KN/m2) 8.4023 8.2526 8.91839 8.9271
Cu (T/m2) 0.84 0.82 0.89 0.89
Analisa Kestabilan Lereng
Untuk menganalisa kestabilan lereng digunakan suatu program komputer Slope/W. Dalam hal ini program yang digunakan adalah versi student.
Untuk perhitungan standar, Slope/W dalam perhitungannya menggunakan :
1.Metode Fellenius 2.Metode Bishop 3.Metode Janbu
Hasil perhitungan yang dipakai adalah hasil dari metode Bishop. Perhitungan dengan program ini bertujuan untuk mengetahui panjang maximum bidang gelincir dari suatu timbunan, sehingga dapat ditentukan jarak yang aman untuk membangun bangunan yang baru di samping bangunan yang telah ada. Dimensi bangunan dan data tanah dapat dilihat pada Gambar 2 berikut;
γtimb = 18,5 KN/m3 C = 20 KN/m2
φ =150 15 m
1
1
γ = 16,2 KN/m3
Cu = titik 1 = 8,4 KN/m2 titik 2 = 8,25 KN/m2 titik 3 = 8,918 KN/m2 titik 4 = 8,927 KN/m2 φ = 0
Gambar 2. Dimensi Timbunan dan Data Tanah pada Penelitian 1,2,3, dan 4. Tabel 3. Hasil Perhitungan Analisa Kestabilan Lereng pada Salah Satu Penelitian.
FS (Angka Keamanan) L (Panjang Bidang Gelincir) Timbunan (m) Tanpa Beban
Pelaksanaan
Dari Tabel Hasil Perhitungan Analisa Kestabilan Lereng pada salah satu penelitian dapat dihitung tinggi timbunan kritis (Hcr) pada
faktor keamanan FS = 1.2 yang dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
0
Tanpa Beban Pelaksanaan Dengan Beban Pelaksanaan
H = 2.30 M H = 1.90 M
Gambar 3. Grafik Faktor Keamanan (FS) terhadap Tinggi Timbunan (H) pada Salah Satu Penelitian.
γtimb = 18,5 KN/m3
Dari Gambar 3. Grafik FS terhadap H, dapat diketahui :
Untuk FS = 1.2 (tanpa beban pelaksanaan) didapat Hcr = 2.30 m
FS = 1.2 (dengan beban pelaksanaan) didapat Hcr = 1.90 m.
Dari Tabel 3. Hasil Perhitungan Analisa Kestabilan Lereng pada salah satu penelitian dapat dihitung panjang bidang gelincir (L) pada faktor keamanan FS = 1.2 yang dapat dilihat pada Gambar 4.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3
15.2 15.4 15.6 15.8 16 16.2 16.4 16.6 16.8 17 17.2 17.4 17.6 17.8 18 18.2
PANJANG BIDANG GELINCIR (L)
FAKTOR KEAMANAN (F
S
Tanpa Beban Pelaksanaan Dengan Beban Pelaksanaan
L = 17.12 M L = 16.60 M
Gambar 4. Grafik Faktor Keamanan (FS) terhadap Tinggi Timbunan (H) pada Salah Satu Penelitian.
Dari Gambar 4. Grafik FS terhadap L, dapat diketahui :
Untuk FS = 1.2 (tanpa beban pelaksanaan) didapat L = 17.12 m
FS = 1.2 (dengan beban pelaksanaan) didapat L = 16.60 m.
Pada salah satu penelitian dapat diambil kesimpulan bahwa :
a. Hcr untuk timbunan tanah dengan beban pelaksanaan lebih kecil (Hcr = 1.90 m) dari pada Hcr timbunan tanah tanpa beban pelaksanaan (Hcr = 2.30 m).
b. Akibat dari turunnya tinggi timbunan kritis tersebut maka panjang bidang gelincir menjadi lebih pendek dari L = 17.12 m menjadi L = 16.60 m.
c. Pada FS < 0.821 dengan beban pelaksanaan dan FS < 0.949 tanpa beban pelaksanaan panjang bidang gelincir cenderung turun dan menjadi tidak menentu, hal ini disebabkan karena daya dukung tanah dasar tidak kuat menahan beban yang ada diatasnya sehingga panjang bidang gelincir tidak dapat dikontrol.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
–14.00 sampai dengan –23.00 terdapat lapisan lempung lunak sampai teguh.
2. Dari hasil penelitian didapat nilai korelasi antara Cu (kg/cm2) dari Vane Shear dan qc (kg/cm2) dari data sondir adalah sebagai berikut :
Cu = qc / 11,02 (kg/cm2)
Menunjuk Penelitian Sangrelat seorang pakar luar negeri telah melakukan penyelidikan dibeberapa lokasi dengan hasil :
Cu = qc / 10 (kg/cm2) (lokasi di Great Britain Inggis)
Cu = qc / 10 s/d 20 (kg/cm2) (lokasi di Annency Perancis) 3. Dari hasil perhitungan stabilitas lereng
dengan menggunakan Slope/W dapat disimpulkan bahwa tanah di lokasi penelitian mempunyai tinggi timbunan kritis (Hcr) dan panjang bidang gelincir (L) sebagai berikut :
Untuk FS = 1.2
Hcr (tanpa beban pelaksanaan) = 2.30 m Hcr (dengan beban pelaksanaan) = 1.90 m Untuk FS = 1.2
L (tanpa beban pelaksanaan)= 17.12 m L (dengan beban pelaksanaan) = 16.60 m Dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa dengan adanya penambahan beban pelaksanaan mengakibatkan turunnya tinggi timbunan kritis (Hcr), dengan turunnya Hcr tersebut maka panjang bidang gelincir menjadi lebih pendek.
4. Untuk FS < 0.821 dengan beban pelaksanaan dan FS < 0.949 tanpa beban pelaksanaan panjang bidang gelincir cenderung turun dan menjadi tidak menentu, hal ini disebabkan karena daya dukung tanah dasar tidak kuat menahan beban diatasnya. Sehingga panjang bidang gelincir tidak dapat dikontrol.
Dari hasil diatas dapat disimpulkan bahwa dengan adanya penambahan beban pelaksanaan mengakibatkan turunnya tinggi timbunan kritis (Hcr), dengan turunnya Hcr tersebut maka panjang bidang gelincir menjadi lebih pendek.
5. Untuk FS < 0.821 dengan beban pelaksanaan dan FS < 0.949 tanpa beban pelaksanaan panjang bidang gelincir cenderung turun dan menjadi tidak menentu, hal ini disebabkan karena daya dukung tanah dasar tidak kuat menahan beban diatasnya. Sehingga panjang bidang gelincir tidak dapat dikontrol.
Saran
Untuk membangun jembatan baru disamping jembatan Banjir Kanal Timur
Existing disarankan mempunyai jarak minimal 17.12 m dengan tinggi timbunan 1.90 m, agar pengaruh akibat beban pelaksanaan pekerjaan proyek baru tidak mengganggu terhadap konstruksi jembatan Banjir Kanal Timur
Existing.
DAFTAR PUSTAKA
ASTM D 4318 – 95a (1997), Standar Test Method Liquid Limit, Plastic Limit and Plasticity Index of Soils, Annual Book of ASTM Standard, ASTM 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, vol. 04.08, pp 522-532.
Bowels, JE. (1979) Foundation Analysis and Design, Mc. Graw Hill, New York.
Bowels, JE. (1984) Physical and Geotechnical Properties of Soil, Mc. Graw Hill, 1984. Das, B. M., (1984), Principles of Foundation
Engineering, Wadsworth Inc.
Das, B. M., (1985), Principles of Geothecnical Engineering, PW Kent publishing.
Das, B. M., (1985), Advanced Soil Mechanics, McGraw Hill Book Company.
James K. Michell (1976), Foundamental of Soil Behavior, John Willey and Sons, Inc. L.D. Wesley (1977), Mekanika Tanah, Badan
Penerbit Pekerjaan Umum, Cetakan ke VI. Pumia, BC (1982), Soil Mechanias and
Skempton (1954), The Pore Pressure Parameters A dan B Geotechnique, Vol.4, The Building Congress, London.
Sanglarat G. (1972), The Penetrometer and Soil Exploration, Elsevier Publishing Co. Amsterdam.
Taylor (1948), Fundamentals of Soil Mechanics, John Wiley and Sons, Inc., New York.
Terzaghi (1943), Theoretical Soil Mechanics, John Willy and Sons, Inc., New York. T. William Lambe / Robert V. Whitman
(1975), Soil Mechanics, John Willey and Sons.
Teng, W. C., (1981), Foundation Detiga,
